智能行李箱结构方案.doc

智能行李箱整体方案1. 箱体整体尺寸机场要求行李三边长要小于1150mm， 托运行李三边长要小于1580mm；本方案设计的行李箱三边长为：500x350x700，符合托运行李箱的要求，后续可以按照客户要求进行尺寸更改。2. 箱体结构设计方案图1. 行李箱外观如上图所示，本方案使用两个驱动轮，两个万向从动轮。驱动轮轮毂采用塑料轮胎采用橡胶可以有效提高坑洼路面对箱内电子产品的保护。大尺寸的驱动轮也提高了行李箱的越障能力。下面是传动系统的具体结构图：图2. 传动系统结构电机和减速器通过支架固定到箱体上，减速器的输出轴通过锥齿轮将驱动力传递到驱动轮轴，驱动轮轴通过六螺钉连接驱动轮。电机和减速器向后布置可以将行李箱的整体重心后移，不仅可以提高行李箱在自动跟随模式中加速和减速过程的稳定性，而且在人工拉动的模式下，可以将行李箱重心落在驱动轮和地面接触点的垂线附近，可以有效提高行李箱在人工拉动模式下的轻便性。驱动轮的轴系结构如图3所示。图3. 驱动轮轴系结构示意图驱动轮轴的轴向由箱体-法兰-滚动轴承，以及轴端螺母固定；驱动轮轴的径向由滚动轴承-法兰-箱体固定。驱动轮轴和箱体之间采用的滚动轴承承担了驱动轮轴和箱体相对运动的所有摩擦，通过这种形式可以有效延长行李箱的使用寿命。3. 电机以及减速器选型基本指标：箱子最大质量 = 箱子自重 + 行李重量 = 5Kg + 25Kg = 30Kg;以箱子匀速（1m/s）爬1020斜坡所需要的功率来确定所需电机功率：P = MgSin(1020)V = 300 x 1 x (sin(10)sin(20) = 52W 102W;直流电机用于开环控制，而且成本较低，因此本方案采用直流电机WS-50ZYT78-R系列电机，机身长度60mm，额定电流2.58A，额定电压12V，额定功率25W，额定转速4500r/min，符合电压电流以及耗电量的要求。表1. 电机选型减速器选择M56GXR47K12J,减速比1/32；减速后的转速为140r/min; 驱动轮半径0.1m。驱动箱子移动的速度约为1.4m/s；减速后的输出转矩为7.68N/m，不考虑摩擦的话可以驱动满载的行李箱匀速爬30的斜坡。电机减速器齿轮轴承等传动系统总重约为2Kg，将箱体其他部分计算在内行李箱的总重量在56Kg左右。4. 结构成本预算电机：160X2=320元；驱动器： 260元；减速器： 200x2=430元； 齿轮轴承等：100元。